Laboratorio de Sistemas Programables

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RESUMEN

La practica consistió                dar a conocer las diversas        formas                que                existen                en programación,        cuando                se                utiliza                        la plataforma UP2, también la importancia que        tiene                la        herramienta                VHDL,                su versatilidad y amplia aplicación en el desarrollo de software de programación. Utilizando        estas        dos                plataformas        se

implementaron un conversor de binario de GRAY a BCD cuya palabra era visualizada en los displays siete segmentos y una ALU que realiza algunas operaciones aritmética y operaciones lógicas presentadas también su resultado en los displays siete segmentos.

INTRODUCCIÓN

Utilizando la plataforma UP2 y VHDL se plantea el diseño de un conversor de binario a GRAY a BCD y de una ALU unidad aritmética-lógica que permita realizar las funciones booleanas AND, OR, XOR y NOT de dos entradas, y operaciones aritméticas, suma y resta con la técnica de carry adelantado implementada con dos números binarios de 8 bits c/u implementando los circuitos digitales en VHDL, y analizando variantes de diseño para cumplir con el planteamiento requerido.

MARCO TEÓRICO

Una ALU es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación) y operaciones lógicas entre dos números.

El propósito general de la ALU es aceptar los datos binarios que se almacenan en la memoria y ejecutar operaciones aritméticas y lógicas con estos datos según las instrucciones de la unidad de control.

ANÁLISIS

Funcionamiento de los circuitos y análisis de entrada y salidas.

Para convertir de binario a GRAY a BCD se utilizó la tabla de conversión entre los sistemas numéricos, y para mostrarlos en el display 7 segmentos se asignó una señal de 7 bits la cual tenía una función similar a un decodificador mostrando según la entrada escogida los números en la salida.

Para la ALU debido a que no se podían usar los comandos de STD_LOGIC para hacer operaciones aritméticas, el nivel de complejidad aumentó en el sumador. Se implementó el sumador con carry adelantado quien realiza la operación con más velocidad comparándolo con el sumador con carry propagado.

Mediante un multiplexor (CASE) y un selector de 3 bits se realizan las 8 operaciones lógicas de la ALU, dependiendo de la selección para mostrar la operación en la salida.

En el sumador se tienen en cuenta las dos entradas A y B de 8 bits, el carry,  dos señales P y G de 8 bits las cuales hacen parte del sumador con carry adelantado. Las operaciones en la suma se realizan bit a bit siempre teniendo en cuenta el carry de entrada. Para efectuar la resta también se realiza bit a bit usándose complemento a 1 y complemento a 2 permitiendo la representación de dos números negativos. Para complemento a 2, se utiliza otro sumador (sumar 1 bit) al complemento a 1. Si el sustraendo es mayor que el minuendo, es obligatorio usar complemento a 2 para que la operación entregue el resultado original con el respectivo signo negativo.

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